(57)【要約】  本開示の一実施の形態に係る移動体は、車体と、車体に取り付けられた情報表示装置とを備えている。移動体に設けられた情報表示装置は、光束を投射する光投射部と、光投射部からの光束を反射する反射板とを備えている。反射板は、主面に２次元配置された複数の単位領域を有している。各単位領域は、２次元配置された複数の反射面を有し、複数の反射面に入射する光束を複数の方向に分割して反射する。
2018061444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に２次元配置された複数の単位領域を備え、
各前記単位領域は、２次元配置された複数の反射面を有し、複数の前記反射面に入射する光束を複数の方向に分割して反射する
反射板。
【請求項２】
各前記単位領域の複数の前記反射面は、各前記単位領域から出射される複数の部分光束によって、各前記単位領域に含まれる前記反射面の数だけ前記主面から所定の距離に視点が形成されるように構成されている
請求項１に記載の反射板。
【請求項３】
各前記単位領域の複数の前記反射面は、複数の前記部分光束のピッチが前記主面から前記所定の距離において人の両眼の間隔以上の大きさとなるように構成されている
請求項２に記載の反射板。
【請求項４】
各前記単位領域の複数の前記反射面は、各前記部分光束のスポットサイズが前記主面から前記所定の距離において人の眼の大きさ以上の大きさとなるように構成されている
請求項３に記載の反射板。
【請求項５】
各前記反射面は、前記部分光束の発散角が前記光束の発散角よりも大きくなるように構成されている
請求項２に記載の反射板。
【請求項６】
各前記反射面は、前記主面において隙間無く２次元配置されている
請求項２に記載の反射板。
【請求項７】
各前記単位領域は、各前記反射面を囲む拡散面をさらに有する
請求項２に記載の反射板。
【請求項８】
光束を投射する光投射部と、
前記光投射部からの前記光束を反射する反射板と
を備え、
前記反射板は、主面に２次元配置された複数の単位領域を有し、
各前記単位領域は、２次元配置された複数の反射面を有し、複数の前記反射面に入射する光束を複数の方向に分割して反射する
情報表示装置。
【請求項９】
観察者の眼、または前記観察者のうち、前記眼と所定の位置関係を有する箇所の位置を検出し、第１の検出結果を出力する位置検出部と、
周囲の状況を検出し、第２の検出結果を出力する状況検出部と
をさらに備え、
前記光投射部は、前記第１の前記検出結果および前記第２の検出結果に基づいて前記光束を生成し、投射する
請求項８に記載の情報表示装置。
【請求項１０】
車体と、
前記車体に取り付けられた情報表示装置と
を備え、
前記情報表示装置は、
光束を投射する光投射部と、
前記光投射部からの前記光束を反射する反射板と
を有し、
前記反射板は、主面に２次元配置された複数の単位領域を有し、
各前記単位領域は、２次元配置された複数の反射面を有し、複数の前記反射面に入射する光束を複数の方向に分割して反射する
移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、反射板、情報表示装置および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両運転者にワーニングなどの運転支援情報を表示する装置（情報表示装置）として、光学迷彩やヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display:HUD）がある（下記特許文献１〜７参照）。光学迷彩は、ピラーなどの運転者の死角となる領域に背景の映像を投影することで、運転の安全性を高める視界補助装置である。ＨＵＤは、プロジェクタなどの映像をフロントガラス等に設けられるハーフミラー等のコンバイナに反射させることで、映像と背景を重ねて同時に見ることを可能にする表示装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９９９３４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７１２５２号公報
【特許文献３】特開平７−２２８１７２号公報
【特許文献４】特開２０１０−１５６９２９号公報
【特許文献５】特開２０１０−７０１１７号公報
【特許文献６】特開２０１２−３９３９７号公報
【特許文献７】特開平７−１５６６８５号公報
【発明の概要】
【０００４】
上述の情報表示装置において、反射板を用いて単眼視、多視点を実現しようとすると、従来では、プロジェクタなどの光投射装置（以下、「光投射装置」と称する。）の設置場所が大きく制限されてしまう。従って、光投射装置の設置場所の制限を緩和することの可能な反射板、情報表示装置および移動体を提供することが望ましい。
【０００５】
本開示の一実施形態に係る反射板は、主面に２次元配置された複数の単位領域を備えている。各単位領域は、２次元配置された複数の反射面を有し、複数の反射面に入射する光束を複数の方向に分割して反射する。
【０００６】
本開示の一実施形態に係る情報表示装置は、光束を投射する光投射部と、光投射部からの光束を反射する反射板とを備えている。反射板は、主面に２次元配置された複数の単位領域を有している。各単位領域は、２次元配置された複数の反射面を有し、複数の反射面に入射する光束を複数の方向に分割して反射する。
【０００７】
本開示の一実施形態に係る移動体は、車体と、車体に取り付けられた情報表示装置とを備えている。移動体に設けられた情報表示装置は、上述の情報表示装置と同一の構成要素となっている。
【０００８】
本開示の一実施形態に係る反射板、情報表示装置および移動体では、反射板の主面に２次元配置された各単位領域には、２次元配置された複数の反射面が設けられており、複数の反射面に入射する光束が複数の方向に分割して反射される。これにより、光投射装置の設置場所に応じて、各反射面の角度を適宜、設計することで、反射板を用いた単眼視、多視点を実現することができる。つまり、光投射装置を反射板と同軸上に設置する必要がないので、光投射装置の設置場所の自由度が大きい。
【０００９】
本開示の一実施形態に係る反射板、情報表示装置および移動体によれば、反射板の主面に２次元配置された各単位領域に、２次元配置された複数の反射面を設け、複数の反射面に入射する光束を複数の方向に分割して反射するようにしたので、光投射装置の設置場所の制限を緩和することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一実施の形態に係る移動体の斜視構成例を表す図である。
【図２】図１のプロジェクタの機能ブロックの一例を表す図である。
【図３】図２の光源の概略構成例を表す図である。
【図４】図２の光源の概略構成例を表す図である。
【図５】図１の反射板の斜視構成例を表す図である。
【図６】図５の反射板の作用の一例を表す図である。
【図７】図５の反射板の作用の一例を表す図である。
【図８】図５の反射板の作用の一例を表す図である。
【図９】図５の反射板における部分光束の伝播距離とスポットサイズとの関係の一例を表す図である。
【図１０】図１の反射板の斜視構成例を表す図である。
【図１１】表示画像の一例を表す図である。
【図１２】図１の移動体の斜視構成の一変形例を表す図である。
【図１３】図１２の反射板の構成の一例を表す図である。
【図１４】図１２の反射板の作用の一例を表す図である。
【図１５】図１２の反射板の作用の一例を表す図である。
【図１６】図１の移動体の斜視構成の一変形例を表す図である。
【図１７】図１の移動体の斜視構成の一変形例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．実施の形態（移動体）
ピラーに反射板を設けた例
２．変形例（移動体）
ダッシュボードに反射板を設けた例
【００１２】
＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
本開示の第１の実施の形態に係る移動体１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る移動体１の斜視構成例を表したものである。移動体１は、車体１０の運転者１００に運転支援情報を表示する装置（情報表示装置）を備えたものである。移動体１は、例えば、車体１０と、車体１０に取り付けられた情報表示装置とを備えている。移動体１は、例えば、情報表示装置として、例えば、プロジェクタ２０（光投射部）、反射板３０、ステレオカメラ４０およびセンサ５０を備えている。
【００１３】
（ステレオカメラ４０、センサ５０）
ステレオカメラ４０は、運転者１００のステレオ画像４０Ａを得るためのカメラであり、例えば、２つの単眼カメラ４１によって構成されている。ステレオカメラ４０は、撮像により得られたステレオ画像４０Ａをプロジェクタ２０に出力する。なお、ステレオカメラ４０の代わりに、例えば、距離センサや、ストラクチャードライトが用いられていてもよい。センサ５０は、周囲の状況を検出するためのセンサであり、例えば、レーザレーダや、ステレオカメラ、ＴＯＦ方式の距離センサなどによって構成されている。センサ５０は、検出により得られた検出信号５０Ａをプロジェクタ２０に出力する。
【００１４】
（プロジェクタ２０）
図２は、プロジェクタ２０の機能ブロックの一例を表したものである。プロジェクタ２０は、レーザ走査方式の映像表示となっている。プロジェクタ２０は、例えば、光源２１、光源ドライバ２２、ＭＥＭＳミラー２３、ＭＥＭＳドライバ２４、信号処理部２５（位置検出部、状況検出部）および映像処理部２６を有している。
【００１５】
信号処理部２５は、センサ５０から出力された検出信号５０Ａに基づいて、例えば、ピラー１２の背後に通行人がいるか否かを判定する。ピラー１２の背後に通行人がいる場合には、信号処理部２５は、通行人の位置、大きさなどの情報を検出結果（第１の検出結果）として映像処理部２６に出力する。信号処理部２５は、さらに、ステレオカメラ４０から出力されたステレオ画像４０Ａに基づいて、運転者１００の眼、または運転者１００のうち、運転者１００の眼と所定の位置関係を有する箇所の位置（以下、「運転者１００の眼などの位置」と称する。）を検出する。信号処理部２５は、検出した位置情報を検出結果（第２の検出結果）として映像処理部２６に出力する。
【００１６】
映像処理部２６は、第１の検出結果と、第２の検出結果とに基づいて、例えばピラー１２の背後の通行人についての情報などを含む運転支援情報を生成する。映像処理部２６は、さらに、生成した運転支援情報を含む光束Ｌ１を生成するのに必要な映像信号２２Ａおよびタイミング信号２２Ｂを生成し、光源ドライバ２２に出力する。映像処理部２６は、さらに、光束Ｌ１を被照射面（例えば反射板３０の表面）で２次元走査するのに必要な制御信号２２Ｃを生成し、ＭＥＭＳドライバ２４に出力する。
【００１７】
光源ドライバ２２は、映像処理部２６から入力された映像信号２２Ａおよびタイミング信号２２Ｂに基づいて、光源２１を駆動するための信号電圧Ｖｓｉｇを生成し、光源２１に出力する。光源２１は、光源ドライバ２２から入力された信号電圧Ｖｓｉｇによって駆動されることにより、光束Ｌ１を反射板３０（実際にはＭＥＭＳミラー２３）に向かって投射する。つまり、光源２１は、第１の検出結果と、第２の検出結果とに基づいて光束Ｌ１を生成し、投射する。ＭＥＭＳドライバ２４は、映像処理部２６から入力された制御信号２２Ｃに基づいて、ＭＥＭＳミラー２３を駆動するための走査信号Ｖｓｃａｎを生成し、ＭＥＭＳミラー２３に出力する。ＭＥＭＳミラー２３は、光束Ｌ１を反射板３０に向けて出射するとともに、光束Ｌ１によって反射板３０の表面を２次元に走査する。ＭＥＭＳミラー２３は、ＭＥＭＳドライバ２４から入力された走査信号Ｖｓｃａｎによって駆動されることにより、光束Ｌ１の走査を行う。
【００１８】
図３は、光源２１の概略構成例を表したものである。光源２１は、例えば、複数種類の色光を出射することの可能な半導体レーザ装置２１１を有している。半導体レーザ装置２１１は、光源ドライバ２２から入力された信号電圧Ｖｓｉｇによって駆動されることにより、各色光を出射する。半導体レーザ装置２１１は、例えば、赤色光を出射することの可能な半導体レーザ（赤色半導体レーザ）と、緑色光を出射することの可能な半導体レーザ（緑色半導体レーザ）と、青色光を出射することの可能な半導体レーザ（青色半導体レーザ）とにより構成されている。また、半導体レーザ装置２１１は、例えば、１種類の色光を出射するように構成されていてもよい。半導体レーザ装置２１１は、例えば、赤色半導体レーザ、緑色半導体レーザおよび青色半導体レーザのうちいずれか１つのレーザによって構成されていてもよい。また、半導体レーザ装置２１１は、例えば、２種類の色光を出射するように構成されていてもよい。半導体レーザ装置２１１は、例えば、赤色半導体レーザ、緑色半導体レーザおよび青色半導体レーザのうちいずれか２つのレーザによって構成されていてもよい。また、半導体レーザ装置２１１は、例えば、４種類以上の色光を出射するように構成されていてもよい。また、光源２１は、ＳＨＧ（Second harmonic generator）光源によって構成されていてもよい。
【００１９】
光源２１は、例えば、さらに、複数のコリメーションレンズ２１２、ダイクロイックプリズム２１３およびミラー２１４を有している。複数のコリメーションレンズ２１２は、半導体レーザ装置２１１の色光ごとに１つずつ割り当てられており、各色光を略平行光化（コリメート光化）する。ダイクロイックプリズム２１３は、複数のコリメーションレンズ２１２によって略平行光化された各色光を互いに合成して、１本の光束Ｌ１に変換する。ミラー２１４は、ダイクロイックプリズム２１３によって生成された光束Ｌ１を、ＭＥＭＳミラー２３に向けて反射する。
【００２０】
なお、光源２１において、例えば、図４に示したように、半導体レーザ装置２１１が単色光を出射するようになっていてもよい。ただし、その場合には、ダイクロイックプリズム２１３やミラー２１４が省略され得る。また、プロジェクタ２０は、レーザ走査方式とは異なる方式の映像表示となっていてもよい。プロジェクタ２０は、例えば、ＤＬＰ（Digital light processing）方式、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）方式、ＬＣＤ（Liquid crystal display）の映像表示となっていてもよい。
【００２１】
（反射板３０）
次に、反射板３０について説明する。図５は、反射板３０の斜視構成例を表したものである。反射板３０は、主面に２次元配置された複数の単位領域３０Ａを有している。各単位領域３０Ａは、プロジェクタ２０によって照射される画像の一画素分に相当する領域であり、例えば、プロジェクタ２０によって照射される光束Ｌ１のスポットサイズと同等のサイズとなっている。各単位領域３０Ａは、２次元配置された複数の反射面３１を有しており、複数の反射面３１に入射する光束Ｌ１を複数の方向に分割して反射する。
【００２２】
各単位領域３０Ａは、例えば、図５に示したように、上下方向と左右方向とにそれぞれ、３種類の角度に分割された９つの反射面３１を有している。この場合、光束Ｌ１は、角度成分の互いに異なる９種類の部分光束Ｌ２に分割される。図６、図７、図８は、反射板３０の作用の一例を表したものである。図６は、図５の反射板３０において、１つの単位領域３０Ａに光束Ｌ１が入射したときの、水平方向に分割された３種類の部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）の一例を表したものである。図７は、水平方向に分割された３種類の部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）と、運転者１００との位置関係について表したものである。図８は、水平方向に分割された３種類の部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）と、運転者１００の眼との関係の一例について表したものである。
【００２３】
各単位領域３０Ａの複数の反射面３１は、複数の部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）のピッチＤ１が反射板３０の主面から所定の距離において人（運転者１００）の両眼の間隔以上の大きさとなるように構成されていることが好ましい。なお、以下では、「所定の距離」は、反射板３０の主面から運転者１００の眼がある場所までの距離を指すものとする。これにより、例えば、運転者１００の一方の眼に、部分光束Ｌ２（２）が入射すると同時に、運転者１００の他方の眼に、部分光束Ｌ２（１）が入射し難くなる。さらに、各単位領域３０Ａの複数の反射面３１は、各部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）のスポットサイズＤ２が反射板３０の主面から所定の距離において人（運転者１００）の両眼の間隔以下の大きさとなるように構成されていることが好ましい。これにより、例えば、運転者１００の一方の眼に、部分光束Ｌ２（２）が入射すると同時に、運転者１００の他方の眼に、部分光束Ｌ２（１）が入射することがなくなる。
【００２４】
ここで、各単位領域３０Ａのサイズを１ｍｍとし、各単位領域３０Ａを上下左右方向に３分割ずつした場合、１つの角度成分の反射面３１のサイズは、０．３３ｍｍ×０．３３ｍｍとなる。図９は、図５の反射板３０における部分光束Ｌ２の伝播距離（反射板３０の主面からの距離）とスポットサイズＤ２との関係の一例を表したものである。図８には、光束Ｌ１の波長が緑の波長（５３０ｎｍ）となっており、各反射面３１が平坦面となっているときの結果が示されている。図８から、反射板３０の主面から５００ｍｍの一に運転者１００の眼があると仮定したとき、回折によるビームの広がり（スポットサイズＤ２）は、１ｍｍ程度であることがわかる。このように、スポットサイズＤ２が運転者１００の眼のサイズよりも小さい場合、部分光束Ｌ２が運転者１００の眼から外れやすくなる。そのため、各単位領域３０Ａの複数の反射面３１は、各部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）のスポットサイズＤ２が反射板３０の主面から所定の距離において人（運転者１００）の眼の大きさ以上の大きさであって、かつ、人（運転者１００）の両眼の間隔以下の大きさとなるように構成されていることが好ましい。このとき、各反射面３１は、各部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）の発散角θ２が光束Ｌ１の発散角θ１よりも大きくなるように構成されていることが好ましい。各反射面３１は、例えば、散乱面となっているか、または、凸状の曲面となっていることが好ましい。
【００２５】
各単位領域３０Ａの複数の反射面３１は、各単位領域３０Ａから出射される複数の部分光束Ｌ２によって、各単位領域３０Ａに含まれる反射面３１の数だけ反射板３０の主面から所定の距離に視点３００が形成されるように構成されていることが好ましい。これにより、例えば、運転者１００の一方の眼が視点３００にあることにより、多視点の単眼の映像が得られる。
【００２６】
各反射面３１の表面で散乱が生じる場合、運転者１００には映像が反射板３０表面に実像として認識される。映像は運転者１００の片目のみに投影されることから、映像が背景と同じ位置にあるように認識される。また、助手席などの運転者１００以外の同乗者には見えないように各反射面３１が設計されていることが好ましい。これにより、運転者１００のみが必要な情報を入手でき、その他の同乗者の視界は妨げられない。
【００２７】
反射板３０は、例えば、金型を用いて成形されたプラスチックにより形成されている。反射板３０は、例えば、３Ｄプリンタを用いて形成されていてもよい。反射板３０の表面には、用途に合わせて、反射率を制御するための誘電体多層膜や金属膜のコーティングが施されていてもよい。各単位領域３０Ａを分割する比率は上下方向と左右方向とで均等でなくてもよい。
【００２８】
各反射面３１は、例えば、図５に示したように、反射板３０の主面において隙間無く２次元配置されていてもよい。ただし、反射板３０において、必ずしも主面全体が反射面３１となっている必要はなく、一部が拡散面となっていてもよい。例えば、図１０に示したように、各単位領域３０Ａは、各反射面３１を囲む拡散面３２をさらに有していてもよい。拡散面３２では等方散乱が生じる。拡散面３２での等方散乱により眼に入る光量は反射面３１での反射により眼に入る光量と比べて、無視できるほど小さい。そのため、拡散面３２は映像に影響を与えない。外光による不要な反射成分の抑制や、表面の質感やデザイン性の自由度が向上する。
【００２９】
[動作]
次に、本実施の形態に係る移動体１の動作について説明する。本実施の形態では、まず、センサ５０から出力された検出信号５０Ａに基づいて、例えば、ピラー１２の背後の通行人が検出される。さらに、ステレオカメラ４０から出力されたステレオ画像４０Ａに基づいて、運転者１００の眼などの位置が検出される。次に、例えば、検出された通行人の情報と、運転者１００の眼などの位置の情報とに基づいて、例えばピラー１２の背後の通行人についての情報などを含む運転支援情報が生成される。次に、例えば、生成した運転支援情報を含む光束Ｌ１を生成するのに必要な映像信号２２Ａおよびタイミング信号２２Ｂが生成され、生成された映像信号２２Ａおよびタイミング信号２２Ｂに基づいて、光源２１を駆動するための信号電圧Ｖｓｉｇおよび走査信号Ｖｓｃａｎが生成される。次に、信号電圧Ｖｓｉｇおよび走査信号Ｖｓｃａｎによって駆動された光源２１から光束Ｌ１が出射され、出射された光束Ｌ１が反射板３０の主面で走査されるとともに反射される。これにより、各単位領域３０Ａにおいて、光束Ｌ１が、各単位領域３０Ａに含まれる反射面３１の数の部分光束Ｌ２に分割される。さらに、各単位領域３０Ａから出射される複数の部分光束Ｌ２によって、各単位領域３０Ａに含まれる反射面３１の数だけ反射板３０の主面から所定の距離に視点３００が形成される。各視点３００は、運転者１００の眼の付近に生成されるので、運転者１００の一方の眼に、視点３００が入ることにより、例えば、図１１に示したような映像（通行人２００を含む映像）がピラー１２の表面に視認される。このとき、視点３００は、運転者１００の一方の眼だけに入っているので、ピラー１２の表面の映像がピラー１２の背景と同じ位置にあるように認識される。このようにして、運転者１００に対する運転支援がなされる。
【００３０】
[効果]
次に、本実施の形態に係る移動体１の効果について説明する。
【００３１】
車両運転者にワーニングなどの運転支援情報を表示する装置（情報表示装置）として、光学迷彩やヘッドアップディスプレイ（Head-Up Display:HUD）がある。光学迷彩は、例えば、ピラー領域に再帰反射面を形成し、運転者の視線に近い方向からプロジェクタで背景映像を投影する（例えば、特開２００５−１９９９３４号公報参照）。このとき、ピラー部に実像が表示される。そのため、フロントガラスから遠方の背景を見ているとき、遠方に焦点が合っているため、ピラーの映像は２重像となって認識されるため、見づらい。そこで、両眼の視差に対応した虚像を表示する装置が提案されている（例えば、特開２０１３−１７１２５２号公報参照）。この特許文献に記載の発明では、両眼視差に対応した適切な映像を再生する必要があることから、システムが複雑になる。また、コンバイナが必要であるほか、再帰反射を用いていることから、運転手の頭近くの方向にプロジェクタを配置するなど、設置場所やデザイン性に制約がある。さらに、調節と輻輳の不一致が大きく、疲れやすい。
【００３２】
一方、通常のＨＵＤの場合、映像が運転手の両眼に表示される。ＨＵＤによって表示される映像の奥行き位置は、光学的な虚像位置であり、多くの場合、運転者から２〜３ｍ先の位置に設定される。従って、両眼のＨＵＤの場合、運転者が遠方を見ながらＨＵＤの表示を見ようとすると、ＨＵＤの表示映像は２重像となって認識されるため、見づらい。逆に、ＨＵＤの表示映像を見ようとすると、２〜３ｍの位置に焦点があうため、遠方の景色を同時に認識することは難しい。両眼に投影される像を遠方に設定する場合には、調節と輻輳の不一致が大きく疲れやすい。
【００３３】
このような、両眼視差に起因した問題を解決するため、片目で表示像を観察する単眼視ＨＵＤが提案されている（例えば、特開平７−２２８１７２号公報参照）。片目で映像を見る場合、奥行きを決める手がかりが少なくなり、映像までの距離を脳で測ることが難しくなる。そのため、映像は背景の風景と同じ位置に画像があるように脳が錯覚する。これにより、表示した映像があたかも背景の景色に貼りついたように認識される。この単眼視ＨＵＤは、遮光板を用いた簡易な構造のため、単眼で視聴できる頭の位置が限定されることや、大画面化が難しいといった課題がある。単眼視ＨＵＤにおいて頭部の位置が限定されてしまう課題に対し、顔認識による眼部の位置検出部を持ち、プロジェクタの光路中のミラー角度を調整することで、片目に投影する方法が提案されている（例えば、特開２０１０−１５６９２９号公報参照）。この特許文献に記載の発明では、眼球位置は、顔検出技術によって算出されている。更に、運転者に向けて赤外のマーカー光を投光し、マーカー光と眼部位置の相対位置から、プロジェクタの投影位置を調整することで高精度に片目に投影する。この他にも、ステレオカメラを用いた眼部の検出方法（例えば、特開２０１０−７０１１７号公報参照）や、２対の距離センサを用いた頭部の検出方法（例えば、特開２０１２−３９３９７号公報参照）が提案されている。これらの単眼視ＨＵＤでは、プロジェクタの光路中の凹レンズにより収束させた光束を、フロントガラスに設置した半透過の反射体で反射させることで、運転者の片目に投影する。反射体をフロントガラスの広い領域に形成することは可能だが、フロントガラス下の投影部は更に大きな面積が必要となり、ダッシュボードのような限られた領域に大画面を設置することは困難である。また、頭部の位置に合わせてミラー角度を機械的に調整し続けなければならないため、システムが複雑となる。
【００３４】
この他にも、両眼視ＨＵＤとして、ダッシュボード上に視差バリアやレンチキュラーレンズを用いた直視型表示装置を設置する方法も提案されている（例えば、特開平７−１５６６８５号公報参照）。この方法は大画面化には向くが、ダッシュボードのような曲面形状を持った立体視の表示装置の実現は困難である。そのため、ダッシュボードをフラットな形状にするか画面を小型にするなどの制約が生じる。また、例えばＬＣＯＳを使ったＨＵＤでは、黒の信号においても僅かに白が浮いてしまい、夜間の運転時など暗い環境での使用時に問題となる。特に、画面サイズが大きいと視界に占める比率が大きくなると、映像に焦点があってしまい背景の景色はぼやけてしまうため問題となる。この課題に対しては、レーザ走査方式を使ったプロジェクタが使用される。レーザ走査方式では、黒の信号では光源が発光しないため、白の浮きが小さい。上記のように、ピラー部への光学迷彩やＨＵＤにおいては、両眼視差により運転中に遠方の景色を見ているときに、調節と輻輳の不一致による疲れや、表示情報が２重像となってしまう課題があった。この課題に対し、単眼視にすることで背景の位置に情報が表示されているように認識させる方法や、両眼視差に対応した情報を片眼ずつに表示させる方法があった。運転中の視界を阻害しない程度の情報を表示するためとしては、両眼視の映像を表示するためにはシステムが複雑になってしまう。単眼視のものでは、複数の頭の位置に対応した多視点や、コンバイナ―が必要なことから設置場所やデザイン性、画面サイズの大型化のいずれかに課題があった。以上のことから、多視点に対応した単眼HUDにおいて、デザイン性が高く、画面サイズが大きいものを実現しようとすると十分なものがなかった。
【００３５】
一方、本実施の形態に係る移動体１では、反射板３０の主面に２次元配置された各単位領域３０Ａには、２次元配置された複数の反射面３１が設けられており、複数の反射面３１に入射する光束Ｌ１が複数の方向に分割して反射される。これにより、プロジェクタ２０の設置場所に応じて、各反射面３１の角度を適宜、設計することで、反射板３０を用いた単眼視、多視点を実現することができる。つまり、プロジェクタ２０を反射板３０と同軸上に設置する必要がないので、プロジェクタ２０や反射板３０の設置場所やデザインの自由度が大きい。従って、プロジェクタ２０や反射板３０の設置場所やデザインの制限を緩和することができる。
【００３６】
また、本実施の形態に係る移動体１において、各単位領域３０Ａの複数の反射面３１が、各単位領域３０Ａから出射される複数の部分光束Ｌ２によって、各単位領域３０Ａに含まれる反射面３１の数だけ反射板３０の主面から所定の距離に視点３００が形成されるように構成されている場合には、例えば、運転者１００の一方の眼だけに視点３００を合わせることができるので、反射板３０の映像が背景の位置に表示されているように運転者１００に認識させることができる。その結果、運転者１００が反射板３０の映像に焦点を合わせたときに景色がぼやけたり、景色に焦点を合わせたときに反射板３０の映像がぼやけたりすることをなくすことができる。
【００３７】
また、本実施の形態に係る移動体１において、各単位領域３０Ａの複数の反射面３１が、複数の部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）のピッチＤ１が反射板３０の主面から所定の距離において人（運転者１００）の両眼の間隔以上の大きさとなるように構成されている場合には、例えば、運転者１００の一方の眼に、部分光束Ｌ２（１）が入射すると同時に、運転者１００の他方の眼に、部分光束Ｌ２（２）が入射し難くなる。これにより、反射板３０の映像が背景の位置に表示されているように運転者１００に認識させることができる。その結果、運転者１００が反射板３０の映像に焦点を合わせたときに景色がぼやけたり、景色に焦点を合わせたときに反射板３０の映像がぼやけたりすることをなくすことができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態に係る移動体１において、各単位領域３０Ａの複数の反射面３１が、各部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）のスポットサイズＤ２が反射板３０の主面から所定の距離において人（運転者１００）の両眼の間隔以下の大きさとなるように構成されている場合には、例えば、運転者１００の一方の眼に、部分光束Ｌ２（２）が入射すると同時に、運転者１００の他方の眼に、部分光束Ｌ２（１）が入射することがなくなる。これにより、反射板３０の映像が背景の位置に表示されているように運転者１００に認識させることができる。その結果、運転者１００が反射板３０の映像に焦点を合わせたときに景色がぼやけたり、景色に焦点を合わせたときに反射板３０の映像がぼやけたりすることをなくすことができる。
【００３９】
また、本実施の形態に係る移動体１において、各単位領域３０Ａの複数の反射面３１が、各部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）のスポットサイズＤ２が反射板３０の主面から所定の距離において人（運転者１００）の眼の大きさ以上の大きさであって、かつ、人（運転者１００）の両眼の間隔以下の大きさとなるように構成されている場合には、例えば、運転者１００の一方の眼に、部分光束Ｌ２（１）が入射すると同時に、運転者１００の他方の眼に、部分光束Ｌ２（２）が入射することがなくなるだけでなく、部分光束Ｌ２が運転者１００の眼から外れ難くなる。これにより、常に、反射板３０の映像が背景の位置に表示されているように運転者１００に認識させることができる。その結果、運転者１００が反射板３０の映像に焦点を合わせたときに景色がぼやけたり、景色に焦点を合わせたときに反射板３０の映像がぼやけたりすることをなくすことができる。
【００４０】
また、本実施の形態に係る移動体１において、各反射面３１が、各部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）の発散角θ２が光束Ｌ１の発散角θ１よりも大きくなるように構成されている場合には、部分光束Ｌ２が運転者１００の眼から外れ難くなる。その結果、常に、画像を反射板３０の表面で視認することができる。
【００４１】
また、本実施の形態に係る移動体１において、各反射面３１が拡散板３０の主面において隙間無く２次元配置されている場合には、例えば簡易な金型で拡散板３０を製作することができる。その結果、拡散板３０を安価に提供することができる。
【００４２】
また、本実施の形態に係る移動体１において、各単位領域３０Ａが各反射面３１を囲む拡散面３２をさらに有している場合には、拡散面３２では等方散乱が生じる。拡散面３２での等方散乱により眼に入る光量は反射面３１での反射により眼に入る光量と比べて、無視できるほど小さい。そのため、拡散面３２は映像に影響を与えない。その結果、外光による不要な反射成分を抑制することができ、表面の質感やデザイン性の自由度を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施の形態において、ＭＥＭＳミラー２３の走査に合わせて光束Ｌ１を直接変調することにより、反射板３０に映像が表示される場合には、黒の信号では半導体レーザ装置２１１が発光しない。そのため、白浮きによって背景の景色を損なうおそれが少ない。さらに、プロジェクタ２０の消費電力を抑えることができる。また、本実施の形態において、コリメート光が走査される場合には、プロジェクタ２０はフォーカスフリーとなるので、反射板３０の様々な形状や配置に対応することができる。
【００４４】
＜２．変形例＞
次に、上記実施の形態に係る移動体１の変形例について説明する。
【００４５】
上記実施の形態において、例えば、図１２に示したように、反射板３０がダッシュボード１３上に配置されているか、または、ダッシュボード１３の一部を構成していてもよい。この場合、プロジェクタ２０から投影された光束Ｌ１は、ダッシュボード１３上の、または、ダッシュボード１３の一部を構成する反射板３０により、フロントガラス１１方向に反射される。その後、フロントガラス１１でもう一度反射された成分が運転者１００の片方の眼に到達する。各反射面３１は、例えば、図１３に示したように、フロントガラス１１の三次元形状を反映した角度となっており、さらに、運転者１００の眼の位置が考慮された角度となっている。運転者１００の正面付近では、反射面３１の角度は小さく、運転者１００の正面から離れるほど、反射面３１の角度が大きくなっている。
【００４６】
図１４は、水平方向に分割された３種類の部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）と、運転者１００との位置関係について表したものである。図１５は、水平方向に分割された３種類の部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）と、運転者１００の眼との関係の一例について表したものである。
【００４７】
各単位領域３０Ａの複数の反射面３１は、複数の部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）のピッチＤ１が反射板３０の主面からフロントガラス１１の表面を経由した所定の距離において人（運転者１００）の両眼の間隔以上の大きさとなるように構成されていることが好ましい。なお、以下では、「所定の距離」は、反射板３０の主面からフロントガラス１１の表面を経由して運転者１００の眼がある場所までの距離を指すものとする。これにより、例えば、運転者１００の一方の眼に、部分光束Ｌ２（２）が入射すると同時に、運転者１００の他方の眼に、部分光束Ｌ２（１）が入射し難くなる。さらに、各単位領域３０Ａの複数の反射面３１は、各部分光束Ｌ２（１），Ｌ２（２），Ｌ２（３）のスポットサイズＤ２が反射板３０の主面からフロントガラス１１の表面を経由した所定の距離において人（運転者１００）の両眼の間隔以下の大きさとなるように構成されていることが好ましい。これにより、例えば、運転者１００の一方の眼に、部分光束Ｌ２（２）が入射すると同時に、運転者１００の他方の眼に、部分光束Ｌ２（１）が入射することがなくなる。
【００４８】
大画面のＨＵＤでは、運転時に景色に対するＨＵＤの映像領域の比率が大きくなると運転者の視界の妨げとなる。そのため、表示領域の、フロントガラス１１における占有面積は２０％を超えない範囲となっていることが好ましい。反射板３０は、例えば、図１６に示したように、ダッシュボード１３全体に設けられていてもよいし、例えば、図１７に示したように、ダッシュボード１３の一部（例えば、ダッシュボード１３の右端）に設けられていてもよい。反射板３０がダッシュボード１３全体に設けられている場合であっても、反射板３０により反射方向が制御されているので、反射板３０からの散乱光が運転者１００の眼に直接入る成分は少ない。そのため、ダッシュボード１３上に直視型のディスプレイを設置した場合に比べ、運転者１００の視界を妨げない。また、運転者１００以外には見えないように設計することで、運転者１００以外の視界を妨げないようにすることが好ましい。
【００４９】
上記実施の形態において、反射板３０は、例えば、車体１０のドアの裏側、天井、シートなどの、運転者１００にとって死角になりやすい場所に設けられていてもよい。
【００５０】
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
【００５１】
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
主面に２次元配置された複数の単位領域を備え、
各前記単位領域は、２次元配置された複数の反射面を有し、複数の前記反射面に入射する光束を複数の方向に分割して反射する
反射板。
（２）
各前記単位領域の複数の前記反射面は、各前記単位領域から出射される複数の部分光束によって、各前記単位領域に含まれる前記反射面の数だけ前記主面から所定の距離に視点が形成されるように構成されている
（１）に記載の反射板。
（３）
各前記単位領域の複数の前記反射面は、分割後の複数の部分光束のピッチが前記主面から所定の距離において人の両眼の間隔以上の大きさとなるように構成されている
（１）または（２）に記載の反射板。
（４）
各前記単位領域の複数の前記反射面は、各前記部分光束のスポットサイズが前記主面から所定の距離において人の眼の大きさ以上の大きさとなるように構成されている
（１）ないし（３）のいずれか一項に記載の反射板。
（５）
各前記反射面は、前記部分光束の発散角が前記光束の発散角よりも大きくなるように構成されている
（１）ないし（４）のいずれか一項に記載の反射板。
（６）
各前記反射面は、前記主面において隙間無く２次元配置されている
（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の反射板。
（７）
各前記単位領域は、各前記反射面を囲む拡散面をさらに有する
（１）ないし（５）のいずれか一項に記載の反射板。
（８）
光束を投射する光投射部と、
前記光投射部からの前記光束を反射する反射板と
を備え、
前記反射板は、主面に２次元配置された複数の単位領域を有し、
各前記単位領域は、２次元配置された複数の反射面を有し、複数の前記反射面に入射する光束を複数の方向に分割して反射する
情報表示装置。
（９）
前記光投射部は、
観察者の眼、または前記観察者のうち、前記眼と所定の位置関係を有する箇所の位置を検出し、第１の検出結果を出力する位置検出部と、
周囲の状況を検出し、第２の検出結果を出力する状況検出部と、
前記第１の前記検出結果および前記第２の検出結果に基づいて前記光束を生成し、投射する光源と
を有する
（８）に記載の情報表示装置。
（１０）
車体と、
前記車体に取り付けられた情報表示装置と
を備え、
前記情報表示装置は、
光束を投射する光投射部と、
前記光投射部からの前記光束を反射する反射板と
を有し、
前記反射板は、主面に２次元配置された複数の単位領域を有し、
各前記単位領域は、２次元配置された複数の反射面を有し、複数の前記反射面に入射する光束を複数の方向に分割して反射する
移動体。
【００５２】
本出願は、日本国特許庁において２０１６年９月３０日に出願された日本特許出願番号第２０１６−１９４０４９号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
【００５３】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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